簡要描述:電纜局放在線監(jiān)測系統(tǒng)包括高頻脈沖電流傳感器、在線監(jiān)測儀(監(jiān)測采集器)、現(xiàn)場監(jiān)控柜、高性能工業(yè)計算機(服務(wù)器)以及專家分析系統(tǒng)軟件和控制單元等組成。
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電纜局放在線監(jiān)測系統(tǒng)
隨著我國電力事業(yè)不斷發(fā)展,電力電纜在電網(wǎng)建設(shè)與電網(wǎng)改造中得到越來越廣泛的應(yīng)用。但是,電纜及接頭因為材料問題、施工工藝問題、運行環(huán)境問題、外力破壞問題或達到一定年限以后,常常會發(fā)生絕緣被擊穿而造成事故,因為電壓高、容量大,每次事故都可能造成重大的經(jīng)濟損失。
電纜的絕緣結(jié)構(gòu)中往往會由于加工技術(shù)上的難度或原材料不純而存在氣隙和有害性雜 質(zhì),或者由于工藝原因,在絕緣與半導(dǎo)電屏蔽層之間存在間隙或半導(dǎo)電體向絕緣層突出,在這些氣隙和雜質(zhì)處極易產(chǎn)生局部放電(PD)。同時,在電力電纜的運輸、安裝過程當(dāng)中也可能會產(chǎn)生各種絕緣缺陷導(dǎo)致局部放電。電纜線路設(shè)備老化或受損后,會在絕緣結(jié)構(gòu)中產(chǎn)生局部放電現(xiàn)象,并引起局部發(fā)熱。長期放電容易導(dǎo)致電纜絕緣被擊穿,進而引發(fā)線路故障跳閘。此前,由于沒有有效的檢測手段,電纜線路放電現(xiàn)象很難被發(fā)現(xiàn),通常只能在發(fā)生故障后進行緊急搶修。
國內(nèi)外運行經(jīng)驗和研究成果表明:電力電纜性能早期劣化或使用壽命縮短,很大程度上取決于其絕緣介質(zhì)的樹枝狀老化,而局部放電測量是定量分析樹枝狀劣化程度的有效方法之一。例如:在樹枝引發(fā)初期,電纜的局部放電量約 0.1pC;當(dāng)樹枝發(fā)展到介質(zhì)擊穿的臨界狀態(tài)時,其局部放電量可達到 1000pC。
針對上述問題,我公司自主研發(fā)了JC-OM400L電纜局放在線監(jiān)測系統(tǒng)采用模塊化設(shè)計方案,通過安裝在電纜接頭接地線上的高頻脈沖電流傳感器,來耦合電纜本體及接頭處的局部放電脈沖電流信號;耦合到的脈沖電流信號通過同軸電纜傳送至前端監(jiān)測采集器,對模擬信號經(jīng)過放大、濾波、模數(shù)轉(zhuǎn)換后變成數(shù)字信號再通過光纖傳送至后臺服務(wù)器。后臺服務(wù)器對所有傳感器的信號分別進行分類識別分析、計算,并將這些通過計算獲得的放電信息數(shù)據(jù)寫入到數(shù)據(jù)庫中,同時在監(jiān)測系統(tǒng)的軟件上顯示監(jiān)測結(jié)果。
該系統(tǒng)包括高頻脈沖電流傳感器、在線監(jiān)測儀(監(jiān)測采集器)、現(xiàn)場監(jiān)控柜、高性能工業(yè)計算機(服務(wù)器)以及專家分析系統(tǒng)軟件和控制單元等組成。
該系統(tǒng)主要由高頻脈沖電流傳感器、在線監(jiān)測儀(監(jiān)測采集器)、高性能工業(yè)計算機(服務(wù)器)以及專家分析系統(tǒng)軟件和控制單元等組成。
系統(tǒng)適用于 10KV 及以上電壓等級的電纜局部放電在線監(jiān)測。能實時監(jiān)測放電量,放電相位,放電次數(shù)等基本局部放電參數(shù);計算出各個接頭及各段電纜局部放電幅值、頻次;經(jīng)多次采集(一般測量 50 個工頻周期)后,從數(shù)據(jù)庫提取數(shù)據(jù)進行譜圖分析和數(shù)據(jù)報表以確定放電點相對位置,必要時給出報警。并可按照客戶要求,提供有關(guān)參數(shù)的統(tǒng)計量。能存儲測試譜圖、放電趨勢,從而及時發(fā)現(xiàn)電纜及接頭的絕緣缺陷,并為評估其絕緣水平及老化程度提供判據(jù),為電纜的檢修工作提供依據(jù)。
項目 | 參數(shù) |
工作電源 | 交流 220V;直流 24V;太陽能取電 |
通訊模式 | 與傳感器之間采用高頻電纜;與服務(wù)器之 間可以采用光纖、高頻電纜、4G 無線 |
最小測量放電幅值 | 1mV(現(xiàn)場 10PC) |
脈沖電流傳感器的頻率范圍 | 100kHz-30MHz |
放電脈沖的時間分辨率 | 10μs |
相位分辨率 | 0.18° |
定位誤差 | 3 米 |
(1)監(jiān)測系統(tǒng)采用開合式傳感器,結(jié)構(gòu)緊湊,拆卸安裝方便,不需要停電,可以很方便的對重點站、重點設(shè)備、異常設(shè)備進行長期監(jiān)測。
(2)監(jiān)測系統(tǒng)采用雙端定位測量法,可實現(xiàn)對電纜本體產(chǎn)生的局部放電進行實時定位, 理想條件下定位精度可達+/-3 米。
(3)采用高性能 FPGA 處理器,實現(xiàn) 100Msps、12Bit 分辨率的高速采樣、存儲,每次分析可連續(xù)采樣 50 個工頻周期以上的數(shù)據(jù)。
(4)帶通濾波技術(shù)與噪聲識別及剔除算法聯(lián)合運用,可有效識別局放信號。
(5)基于脈沖電流法(IEC60270 標(biāo)準(zhǔn))的局部放電監(jiān)測技術(shù),可檢測 10pC 以上局放信號。
(6)在無法鋪設(shè)光纖的情況下,可以采用 4G 網(wǎng)絡(luò)進行數(shù)據(jù)傳輸,可降低光纖布線困難,降低成本。
項目 | 參數(shù) |
外形 | 采用鋁合金材料,開口式,便于安裝 |
測試原理 | 利用羅氏線圈原理,實時感應(yīng)高頻信號 |
傳感器的頻率范圍 | 100kHz-30MHz |
測量范圍 | 10pC~20000pC |
最小測量放電幅值 | 1mV(現(xiàn)場 10PC) |
放電脈沖的時間分辨率 | 10μs |
相位分辨率 | 0.18° |
阻抗匹配 | 50[Ω] |
工作溫度 | -25℃~70℃ |
項目 | 參數(shù) |
工作電源 | 交流 220V;直流 24V;太陽能取電 |
數(shù)據(jù)采集通道 | 可以采集 3 路局放信號 |
檢測范圍 | 2pC~10000pC |
通信方式 | 與傳感器之間采用高頻電纜;與服務(wù)器之 間可以采用光纖、高頻電纜、4G 無線 |
通訊協(xié)議 | MODBUS-RTU協(xié)議 |
防護等級 | IP68(防水型);IP53(普通型) |
安裝位置 | 就近安裝與接地箱附近(包括高架塔) |
工作溫度 | -25℃~70℃ |
工作濕度 | ≤95% |
戶內(nèi)監(jiān)控柜可采用并柜形式,戶外監(jiān)控柜可以定制戶外柜。
項目 | 參數(shù) |
主要功能 | 安放服務(wù)器、交換機、UPS 電源、4G 路由器等 |
外殼結(jié)構(gòu) | 不銹鋼或噴塑 |
外形尺寸 | 戶內(nèi)可采用并柜形式,也可定制戶外柜 |
配環(huán)境溫、濕度控制 | 冷凝式除濕裝置,通風(fēng)扇,加熱器 |
配漏電保護 | 漏電電流大于 10mA 自動保護 |
(1)具備實時數(shù)據(jù)顯示功能,直接顯示傳感器測到的局放數(shù)據(jù)。
(2)具有局放幅值累積圖、局放數(shù)據(jù)顯示、單周期圖數(shù)據(jù)顯示、短期趨勢顯示圖以及各種譜圖等,并能完成數(shù)據(jù)橫向?qū)Ρ?、不同圖表之間的疊加對比等功能。
(3)在線監(jiān)測系統(tǒng)有智能診斷軟件對各種缺陷進行自動辨認(rèn),系統(tǒng)自動將采集到的信號進行模式識別,能判斷出不同類型局放信號,包括內(nèi)部電暈、內(nèi)部空穴、母線毛刺、殼體毛刺等, 以及不同類型的干擾信號。診斷系統(tǒng)能準(zhǔn)確有效地找到故障現(xiàn)象的直接原因,其診斷方式, 在數(shù)據(jù)信息不*的情況下也應(yīng)能夠工作,最大限度地避免誤報警和漏報警。
(4)提供以‘小時、天、星期、月、年’等不同更新周期的趨勢分析,并且數(shù)據(jù)趨勢的顯示時間段是可選擇。
(5)具有將局放數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)自動輸出到Word或Excel等軟件的功能。
(6)實現(xiàn)遠程測試、診斷、查詢、訪問等功能,通過站端數(shù)據(jù)綜合處理單元將數(shù)據(jù)實時傳送到遠程監(jiān)測診斷中心進行統(tǒng)一管理及診斷。局域網(wǎng)中遠程客戶可通過網(wǎng)絡(luò)方式在任何時間接入系統(tǒng),查看監(jiān)測診斷結(jié)果。
(7)采用閾值報警、關(guān)聯(lián)報警和趨勢報警等多種報警模式;可設(shè)置多個報警級別。能自動捕捉并記錄啟動報警的局放信號,同時進行報警,報警包括聲、光等多種報警形式,并提供可接入主控制室的信號接口。
(8)在軟件菜單中可以進行參數(shù)設(shè)置,包括局放信號閾值、硬件可控參數(shù)設(shè)置等。
(9)可查閱數(shù)據(jù)和文件夾的創(chuàng)建日期及訪問時間等歷史數(shù)據(jù)。
(10)根據(jù)保存的數(shù)據(jù)可以自動繪制每一測點的信號圖譜。自動對每天,每周,每月的數(shù)據(jù)進行繪圖,方便相關(guān)人員進行分析判斷。同時要求具有手動選擇時間功能。所繪圖表能導(dǎo)出到word文檔方便制作各類報表使用。
(11)具備訪問該系統(tǒng)的權(quán)限管理功能;由密碼等方法控制。
(12)通信規(guī)約:可以采用485或者DL/T 860(IEC61850)
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